Таърифи ҷараёни барқ
Дар мавриди майдони электрикӣ, таъриф ва муодилаи майдони электрикӣ баррасӣ шудааст, ки онро барои ҳисоб кардани қувваи майдони электрикӣ, ки аз ҷониби заряди электрикӣ, якчанд заряди электрикӣ ё тақсимоти заряди электрикӣ ба вуҷуд омадааст, истифода бурдан мумкин аст. Ҳисоб кардани қувваи майдони электрикӣ, ки аз ҷониби як заряди электрикӣ ё ду заряди электрикӣ ба вуҷуд омадааст, бо истифода аз формулаи қувваи майдони электрикӣ ба осонӣ ҳал карда мешавад. Агар он чизе, ки ҳисоб карда мешавад, қувваи майдони электрикӣ, ки аз ҷониби тақсимоти заряди электрикӣ ба вуҷуд омадааст, бошад, ҳисобкунӣ мураккабтар аст, агар формулаи қувваи майдони электрикӣ истифода шавад, аммо истифодаи қонуни Гаусс осонтар аст . Пеш аз омӯзиши амиқтари қонуни Гаусс, аввал фаҳмед, ки ҷараёни электрикӣ аз мафҳуми ҷараёни электрикӣ, ки дар қонуни Гаусс истифода мешавад, вобаста аст.
Калимаи "flux" аз калимаи лотинии "fluere" гирифта шудааст, ки маънояш "ҷорӣ" аст. Ҷараёни электрикиро метавон ҳамчун ҷараёни майдони электрикӣ шарҳ дод. Калимаи "flow" дар ин ҷо майдони электрикиро нишон намедиҳад, ки мисли оби равон ҷорист, балки мавҷудияти майдони электрикиро, ки ба самти мушаххас мебарад, шарҳ медиҳад. Дар мавриди хатҳои майдони электрикӣ, шарҳ дода шудааст, ки майдони электрикӣ бо истифода аз хатҳои майдони электрикӣ тасаввур ё кашида мешавад ва аз ин рӯ, ҷараёнҳои электрикӣ низ ҳамчун хатҳои майдони электрикӣ тавсиф карда мешаванд. Пас, ҷараёни электрикӣ хатти майдони электрикӣ аст, ки аз як сатҳи мушаххас мегузарад, ки дар расми зер нишон дода шудааст.
Муодилаи ҷараёни электрикӣ
Аз нигоҳи математикӣ, ҷараёни барқӣ маҳсули майдони барқӣ (E), масоҳати сатҳ (A) ва косинуси кунҷи байни хати майдони барқӣ ва хати муқаррарии амудӣ ба сатҳ аст.
F = EA cos θ ……………. (Муодилаи 1)
Агар хатҳои майдони электрикӣ ба сатҳе, ки онҳо мегузаранд, амудӣ бошанд, чунон ки дар расм нишон дода шудааст, пас кунҷи байни хати майдони электрикӣ ва хати муқаррарӣ 0 аст.o, ки дар он cos 0 астo = 1. Ҳамин тариқ, формулаи ҷараёни электрикӣ ба ин тағйир меёбад:
F = EA cos 0o = EA (1)
F = EA …………. (Муодилаи 2)
Бар асоси формула, ҷараёни электрикии дар боло овардашуда якчанд чизро ба хулоса меорад. Аввалан, ҷараёни электрикӣ вақте ҳадди аксар аст, ки хати майдони электрикӣ ба масоҳати сатҳ амудӣ бошад, зеро дар ин ҳолат кунҷи байни хати майдони электрикӣ ва хати муқаррарӣ 0o аст, ки дар он косинус 0o ба 1 баробар аст. Дуюм, ҷараёни электрикӣ вақте ҳадди аққал аст, ки хати майдони электрикӣ ба масоҳати сатҳ мувозӣ бошад, зеро дар ин ҳолат кунҷи байни хати майдони электрикӣ ва хати муқаррарӣ 90 аст.o, ки дар он косинус ба 90 баробар астo 0 аст. Сеюм, ҷараёни электрикӣ аз майдони электрикӣ (E) ва масоҳати сатҳ (A) вобаста аст. Илова бар масоҳати сатҳӣ шакли чоркунҷа, чунон ки дар мисоли боло оварда шудааст, масоҳати сатҳӣ инчунин метавонад курашакл ва ғайра бошад.
Ҷараёни электрикӣ дар сатҳи пӯшида
Заряди электрикии қаблан тавсифшуда мисоли сатҳи кушода (масоҳати сатҳи чоркунҷа ё росткунҷа)-ро истифода мебарад. Ҷараёнҳои электрикӣ дар сатҳҳои пӯшида ба монанди кубҳо, чӯбҳо ё тӯбҳо чӣ гуна рух медиҳанд? Фарз мекунем, ки хатҳои майдони электрикӣ мавҷуданд, ки аз чӯб мегузаранд, тавре ки дар зер нишон дода шудааст.
Хатҳои майдони электрикӣ, ки бо ранги кабуд ранг карда шудаанд, бо сатҳҳои болоӣ ва поёнии шуоъ рост меоянд, то ки кунҷи 90°-ро ташкил диҳанд.o бо хати муқаррарии сатҳҳои болоӣ ва поёнӣ. Ҳамин тариқ, ҷараёни электрикӣ дар сатҳҳои болоӣ ва поёнии шуоъ F = EA cos 90 аст.o = EA (0) = 0.
Хатҳои майдони электрикӣ, ки ранги зард доранд, бо сатҳҳои рост ва чапи шуоъ рост меоянд, то ки кунҷи 90°-ро ташкил диҳанд.o бо хати муқаррарии сатҳҳои чап ва рост. Ҳамин тариқ, ҷараёни электрикӣ дар тарафи рост ва чапи шуоъ F = EA cos 90 аст.o = EA (0) = 0.
Хатҳои майдони электрикӣ ба сатҳҳои пеш ва қафои шуоъ перпендикуляр сурх дода шудаанд, то ки онҳо 0-ро ба вуҷуд оранд.o кунҷ бо хати муқаррарии сатҳҳои пеш ва қафо. Ҳамин тариқ, ҷараёни барқӣ F = EA cos 0 астo = EA (1) = E A.
Дар расми боло, хатҳои сурхи намоёни майдони электрикӣ ба шуоъ ҳаракат мекунанд ва сипас аз шуоъ берун мераванд. Вақте ки хатҳои майдони электрикӣ ба шуоъ ҳаракат мекунанд, гӯё дар дохили шуоъ заряди манфӣ вуҷуд дорад, ҷараёни электрикӣ манфӣ аст. Баръакс, вақте ки хатҳои майдони электрикӣ аз шуоъ берун мераванд, гӯё дар дохили шуоъ заряди мусбат вуҷуд дорад, ҷараёни электрикӣ мусбат аст. Аз ҷиҳати сифатӣ, агар шумораи хатҳои майдони электрикӣ, ки ба шуоъ ворид мешаванд, ба шумораи хатҳои майдони электрикӣ, ки аз шуоъ мебароянд, баробар бошад, ҷараёни электрикии ҳосилшуда сифр аст. Аз ҷиҳати миқдорӣ, ҷараёни электрикии ҳосилшуда, ки аз шуоъ мегузарад, бо чунин роҳ ҳисоб карда мешавад: ҷараёни электрикии воридшаванда = F1 = – cos EA 0o = – EA (1) = -EA ва ҷараёни барқи баромада = F2 = + EA cos 0o = + EA (1) = + E A. Ҷараёни умумии барқ F = – F аст.1 + Ф2 = -EA + EA = 0.
Бар асоси ҳисобҳои дар боло овардашуда, ба хулосае омаданд, ки ҷараёни умумии электрикӣ, ки аз шуоъ мегузарад, чунон ки дар расми боло нишон дода шудааст, сифр аст. Метавон гуфт, ки ҷараёни умумии электрикӣ сифр аст, зеро дар шуоъ заряди электрикӣ вуҷуд надорад. Пас, агар дар сатҳи пӯшида, ба монанди шуоъҳо, кубҳо, кураҳо ва ғайра заряди электрикӣ вуҷуд надошта бошад, ҷараёни умумии электрикӣ сифр аст. Агар дар сатҳи пӯшида заряди электрикӣ вуҷуд дошта бошад, чӣ мешавад?
Фарз мекунем, ки дар маркази кура заряди электрикӣ мавҷуд аст, чунон ки дар расми паҳлӯ нишон дода шудааст. Чор хати майдони электрикӣ ҳамчун хатҳои дигар майдонҳои электрикӣ тавсиф карда мешаванд, ки аз маркази кура ба сатҳи кура амудӣ ҳаракат мекунанд. Ҳар як хати рост ба сатҳи кура амудӣ аст, ки тавассути он кунҷи 0-ро ташкил медиҳад.o бо хати муқаррарии амудӣ ба сатҳи тӯб.
Ҷараёни электрикӣ дар кура: Φ = E A.
Формулаи шиддати майдони электрикӣ E = kq / r аст.2, ва муодилаи масоҳати сатҳи кура A = 4 pr аст2 бинобар ин формулаи ҷараёни электрикӣ чунин тағйир меёбад:
Агар заряд дар маркази тӯб + 2Q бошад, пас ҷараёни электрикӣ дар тӯб чунин аст
Бар асоси формулаи ҷараёни электрикӣ, хулоса бароварда мешавад, ки агар дар сатҳи курашакли пӯшида заряди электрикӣ мавҷуд бошад,
Арзиши ҷараёни электрикӣ дар тӯб аз диаметр ё радиуси тӯб вобаста нест. Бузургии ҷараёни электрикӣ 4πk маротиба аз заряди умумии электрикӣ дар тӯб ё 1/ε аст.o зарби заряди умумии электрикӣ дар тӯб.
Воҳиди ченаки ҷараёни электрикӣ
Формулаи асосии ҷараёни электрикӣ F = EA аст, ки дар он E шиддати майдони электрикӣ ва A масоҳати сатҳӣ мебошад. Воҳиди майдони электрикӣ Нютон ба Кулон (Н/К) ва воҳиди масоҳати сатҳ метри мураббаъ (м) мебошад.2), то ки воҳиди ҷараёни барқӣ метри мураббаъи Нютон ба як Кулон (Нм) бошад2/C).
